《过程设备设计》教案6—换热设备课程名称：过程设备设计专业：过程装备与控制工程任课教师：贺华第6章换热设备§6-1概述主要教学内容授课方式授课时数1、换热设备的应用2、换热设备的基本要求和分类3、间壁式换热器讲授自学2教学目的和要求1、了解换热设备的基本要求2、了解换热设备的分类方法3、了解换热设备的主要类型及结构教学重点和难点间壁式换热器的主要类型及结构课外作业思考题一、换热设备应满足的基本要求1、换热设备的设计内容（1）工艺尺寸的设计和计算（2）零部件结构的设计和计算2、换热设备应满足的基本要求（1）满足化工工艺要求（工艺过程所要求的温度、压力、流量、传热量等）（2）流体流动阻力小，压力降小，传热效率高（3）安全可靠（4）便于安装、操作和维修（5）经济合理二、换热设备的分类及特点（1）混合式换热器（2）蓄热式换热器（3）间壁式换热器*（4）中间载热体式换热器间壁式换热器¿¿¿¿§6-2管壳式换热器主要教学内容授课方式授课时数1、管壳式换热器的种类2、管壳式换热器的结构设计（管束分程；壳体分程；换热管的排列；管板的结构；换热管与管板的连接；管板与壳体的连接；折流板与折流杆等）讲授自学5教学目的和要求1、了解管壳式换热器的种类2、掌握管壳式换热器的结构设计方法教学重点和难点管壳式换热器的结构设计课外作业思考题；课外综合练习题；一、管壳式换热器的类型管壳式换热器由壳体、管束、管箱等结构组成，根据其结构特点的不同可分为两大类：一类时刚性结构，如不带膨胀节的固定管板式换热器；另一类是具有温差补偿结构的管壳式换热器，如带膨胀节的固定管板式换热器、浮头式、U型管式换热器等。1、固定管板式换热器优点：（1）结构简单紧凑，制造成本低（2）与其它类型换热器相比，在相同壳体直径下，排管数目最多（3）管内便于清洗缺点：（1）壳程不能用机械方法清洗，应走清洁流体（2）不设膨胀节时，管、壳程可能产生较大的温差应力2、浮头式换热器优点：（1）壳体和管束热变形自由，不产生热应力（2）管束可从壳体中抽出，便于壳程的检修和清洗缺点：（1）结构复杂，造价高。（2）为使一端管板浮动，需增加一个浮头盖及相关连接件以保证壳程密封，操作时，如果浮头盖连接处泄漏将无法发现，所以应严格保证其密封性能（3）为使浮头管板和管束检修时能够一起抽出，在管束外缘与壳壁之间形成宽度为16~22mm的环隙，这样不仅减少了排管数目，而且增加了旁路流路，降低了换热器的热效率。3、填料函式换热器优点：（1）结构比浮头式换热器简单，壳体和管束热变形自由，不产生热应力（2）管束可从壳体中抽出，壳程的检修和清洗方便缺点：填料函处形成动密封，壳程介质易泄漏，要求壳程介质温度和压力不能过高，且无毒、非易燃和易爆4、U形管式换热器优点：（1）结构简单，省去一块管板和一个管箱，造价低（2）管束和壳体分离，热膨胀时互不约束，消除热应力（3）管束可以从壳体中抽出，管外清洗方便缺点：（1）弯管必须保持一定曲率半径，管束中央会存在较大的空隙，流体易走短路，对传热不利（2）管内不能用机械方法清洗，易走清洁流体（3）管子泄漏损坏时，只有最外层管子可以更换，其他管子只能堵死，会减小换热面积二、结构设计1、管束分程管束分程的作用：提高管程流速；改善传热效果；增大传热效率管束分程的方法：在一端或两端的管箱中设置一定数目的分程隔板，使流体依次流过各个管程。注意：（1）管程数目不能太多，否则会使管箱结构复杂，给制造带来困难，同时流体阻力也会增大。（2）管程数目一般为偶数程（单程除外），这样可以使管程的进出口设置在同一端管箱上，便于制造、操作和维修。（3）尽可能使各程换热管数目大致相等，以减小流体阻力。（4）相邻管程流体间温度差不宜过大（不超过28℃），以避免产生过大热应力。分程隔板布置方式2、壳程分程壳程分程的形式：E型、F型、G型、H型3、换热管的排列方式（1）我国管壳式换热器标准规定采用无缝钢管作为换热管，主要规格有（外径×壁厚）：φ19×2.0；φ25×2.5；φ38×3.0；φ57×3.5；（2）换热管长度可根据工艺计算确定，当应考虑管材的合理使用。我国轧制管...
